小型病險水庫除險加固工程設計

摘 要：本文以一具體工程為例，分析了小型病險水庫除險加固的工程技術措施，對其他病險水庫的除險加固處理工程具有借鑒作用，為病險水庫除險加固技術研究積累了經驗。

關鍵詞：小型病險水庫 除險加固 設計 措施

一、引言

建國以來，我國修建了很多水庫工程以實現發展經濟，造福人民的目的，但由于受到各種自然原因、歷史原因和技術原因等因素的影響，導致這些小型水庫出現了“三邊”和“三無”現象，病險問題頻發。嚴重背離了當初修建的目的，并且帶來了很大的隱患。國家相關部門把此類小型病險水庫的除險加固工作提到議事日程上，并且加強相關治理整頓工作。各級水利管理單位要從思想上高度重視，從行動上積極動作，從時間上嚴格控制，從除險加固設計、施工、安全、經濟、興利多方面統一協調，合力開展工作。本文以陜西省XX水庫除險加固工程為實例，介紹了工程中經常采用的除險加固的措施和方法。

二、工程概況

XX水庫位于陜西省寶雞市，是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養殖的?。ㄒ唬┬退畮?，自1977年建成以來，為當地的經濟發展帶來了較大的推動促進作用。該水庫工程由均質壩、非常溢洪道和放水洞等工程結構體組成，按照100年一遇洪水進行設計，200年一遇洪水校核。最大壩高31m，壩頂長度為 245m，壩頂寬度10m，壩頂高程560m。設計洪水水位為558.6m，校核洪水水位為558.8m。放水洞子位于大壩右岸，全長155m，內部設有工作閘門和檢修閘門。非常溢洪道位于大壩右岸岸坡。工程所處河谷呈”U”型，兩岸沖溝發育，長者可達到數公里之遠，左右壩肩均處于黃土塬斜坡上。該區域所屬地震基本烈度為7度。

三、除險加固的必要性

該水庫屬于“三邊”工程，原設計標準較低，施工質量差；在運行的幾十年間，年久失修，機械設備損壞嚴重，工程結構體滲漏明顯；加之該水庫位于梯級水庫系統的最末一級，地理位置十分重要，對整個梯級水庫的安全作用巨大，應盡早進行除險加固。

四、水庫的除險加固措施

在加高壩頂時的原則是不動上游坡，對下游壩體進行培厚工程，右壩肩滲漏問題的處理措施是高壓擺噴防滲墻，放水洞塔后段內水外滲采用的解決方法是內置鋼管；對溢洪道側槽段、與大壩銜接及鼻坎段進行加固處理。

1.大壩加高培厚及右壩肩的防滲措施。經對原壩體和加高培厚以后的壩體上下游壩坡進行穩定復核計算，結合《碾壓式土石壩設計規范》（SL274-2001）的相關要求，結合工程實際情況和工程重要性，確定將壩頂寬度定為5米，壩頂路面采用泥結石路面，為了便于排水，大壩壩頂面以2%的橫向坡度向下游方向傾斜，并與大壩下游的排水系統會合，形成排水體系。大壩的加高培厚主要在下游壩坡進行，在548m高程處開始，自下而上培厚至563m高程，培厚分兩級級比，自下而上分別為：1：2.5和1：2.0，在558m高程變坡處設有2m寬的平臺，平臺上均設有橫向排水溝。上游壩坡采用干砌石護坡，下游壩坡采用草皮護坡。據地質報告和現場勘查，右壩肩存在繞壩滲漏現象，需要進行處理。經過比較，決定采用高壓擺噴防滲墻進行防滲處理，墻頂線和壩頂齊平，墻深度為33.5m，成墻厚度不小于0.3m，形成混凝土防滲墻體，其抗壓強度不小于3MPa，彈性模量小于1500 MPa，滲透系數不大于10-6cm/s。

2.溢洪道改建設計。溢洪道位于大壩右岸岸坡，為側槽式溢洪道，堰長29.5m，堰頂高程555.5m，堰下由側槽段、喉道段、平流段、陡坡段和挑流鼻坎等部分組成，全長270.5m。該工程部位存在的重要問題是：溢洪道側堰表面和側槽底部混凝土剝落嚴重；側槽右岸邊墻砌護高度不滿足防洪要求；與壩體銜接處的左右岸襯砌邊坡穩定性存在較大安全隱患；挑流鼻坎及以下通道北土體掩埋，影響溢洪道泄洪功能的正常發揮。

2.1溢洪道加固工程。（1）側堰河側槽段。拆除原側堰頂部及槽底10cm混凝土陳砌面，重新在堰頂、靠堰一側槽壁及槽底襯砌10cm厚的C15鋼筋混凝土。（2）喉道段。泄水道首端35米長的喉道部分，是加固的重點之一。泄水道的左岸邊原本就又高又陡，隨著大壩加高培厚工程的開展，邊坡穩定性更加難以滿足要求，為此，將拆除左側原有漿砌石護坡，改建為漿砌石重力式擋土墻，外掛網噴10cm厚的C20鋼筋混凝土。左邊墻采用土釘錨固邊坡，土釘錨桿長6米，直徑100mm，用M10水泥砂漿錨固直徑為20mm的鋼筋，表面掛網噴10cm厚的C20鋼筋混凝土。（3）挑流鼻坎段。原挑流鼻坎的齒墻基礎深度僅5米，兩側無防護，根據相關類似工程的加固實例，將鼻坎向外延伸5.6米，基礎放在兩排鋼筋混凝土群樁上，每排四根，深10m，直徑80cm，鼻坎兩側用漿砌石保護。（4）挑流鼻坎后防護段。為了較好的防止水流流量較小時的貼流沖刷及流量較大時發生的挑射回流現象影響壩體基礎的安全穩定，在鼻坎后設置4.865米長的防護段，底坡采用1：1.5，邊坡采用1：1，底寬由擴展到10米，底板及邊坡均采用50cm厚的C20鋼筋混凝土進行澆注。

五、結語

根據工程的開發目標，該除險加固工程完成后能有效地削減洪峰，減輕下游的防洪壓力，并且改善當地的生產和生態環境等效益，保證了整個梯級水庫系統的安全以及下游人民群眾的生命財產安全，對于發展當地農村水利具有積極意義。

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作者簡介：蘆琴（1979.07—），副教授，新疆石河子人，主要從事水利水電工程、安全方面的研究和教學工作。